JP2015167061A - semiconductor device - Google Patents
semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015167061A JP2015167061A JP2014041562A JP2014041562A JP2015167061A JP 2015167061 A JP2015167061 A JP 2015167061A JP 2014041562 A JP2014041562 A JP 2014041562A JP 2014041562 A JP2014041562 A JP 2014041562A JP 2015167061 A JP2015167061 A JP 2015167061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- potential
- power supply
- transistor
- semiconductor device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 27
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 34
- 101000611655 Homo sapiens Prolactin regulatory element-binding protein Proteins 0.000 description 9
- 102100040658 Prolactin regulatory element-binding protein Human genes 0.000 description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000005513 bias potential Methods 0.000 description 4
- 208000013841 papillary glioneuronal tumor Diseases 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C17/00—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
- G11C17/14—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM
- G11C17/16—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM using electrically-fusible links
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C17/00—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
- G11C17/14—Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM
- G11C17/18—Auxiliary circuits, e.g. for writing into memory
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C29/00—Checking stores for correct operation ; Subsequent repair; Testing stores during standby or offline operation
- G11C29/70—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring
- G11C29/78—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices
- G11C29/785—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with redundancy programming schemes
- G11C29/789—Masking faults in memories by using spares or by reconfiguring using programmable devices with redundancy programming schemes using non-volatile cells or latches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
- H03K19/173—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components
- H03K19/177—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using elementary logic circuits as components arranged in matrix form
- H03K19/17748—Structural details of configuration resources
- H03K19/17768—Structural details of configuration resources for security
Landscapes
- Mathematical Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Read Only Memory (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
- For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
Description
本発明は半導体装置に関し、特に、アンチヒューズ素子を備える半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including an antifuse element.
DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの半導体装置において、不良のあるメモリセルは、冗長メモリセルに置換され、これによって当該不良のあるメモリセルが救済される。不良のあるメモリセルのアドレスは、製造段階においてアンチヒューズ素子などの不揮発性記憶素子にプログラミングされる(特許文献1参照)。 In a semiconductor device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), a defective memory cell is replaced with a redundant memory cell, whereby the defective memory cell is relieved. The address of the defective memory cell is programmed in a nonvolatile memory element such as an antifuse element in the manufacturing stage (see Patent Document 1).
この不揮発性記憶素子としては、例えば、ヒューズ回路、ヒューズ素子、アンチヒューズ素子がある。特に、アンチヒューズ素子は、初期状態において両端間が絶縁されており、両端間に高電圧を印加することによって絶縁破壊すれば導通状態に遷移する。そして、絶縁破壊した後は、導通状態から絶縁状態に戻すことはできないため、不可逆的かつ不揮発的な情報の記憶が可能となる。 Examples of the nonvolatile memory element include a fuse circuit, a fuse element, and an antifuse element. In particular, the anti-fuse element is insulated between both ends in the initial state, and transitions to a conductive state if dielectric breakdown is caused by applying a high voltage between both ends. And after dielectric breakdown, since it cannot return from a conduction | electrical_connection state to an insulation state, memory | storage of irreversible and non-volatile information is attained.
ここで、絶縁破壊した後におけるアンチヒューズ素子の抵抗値は必ずしも一定ではなく、大きなばらつきを有していることが知られている。つまり、絶縁破壊によって抵抗値が十分に低くなる場合もあれば、絶縁破壊されても抵抗値が比較的高いままとなる場合もある。このため、アンチヒューズ素子に記憶された情報を読み出すセンス回路は、このような抵抗値のばらつきが存在する場合であっても、絶縁破壊されているか否かを正しく判定できるよう、高感度な回路構成を採る必要がある。 Here, it is known that the resistance value of the antifuse element after dielectric breakdown is not necessarily constant and has a large variation. That is, the resistance value may be sufficiently low due to dielectric breakdown, or the resistance value may remain relatively high even after dielectric breakdown. For this reason, the sense circuit that reads out information stored in the antifuse element is a highly sensitive circuit so that it can correctly determine whether or not the breakdown is present even when there is such a variation in resistance value. It is necessary to adopt a configuration.
アンチヒューズ素子に記憶された情報を高感度に読み出すためには、読み出し時においてアンチヒューズ素子の両端間に印加される電圧を高めることが有効であると考えられる。しかしながら、アンチヒューズ素子の両端間に印加される電圧を単純に高めるだけでは、その分、センス回路におけるリーク電流も増大するため、必ずしも読み出し感度を十分に高めることはできなかった。 In order to read out the information stored in the antifuse element with high sensitivity, it is considered effective to increase the voltage applied across the antifuse element during reading. However, simply increasing the voltage applied across the antifuse element simply increases the leakage current in the sense circuit, and thus the read sensitivity cannot always be increased sufficiently.
本発明の一側面による半導体装置は、それぞれ第1乃至第3の電位が供給される第1乃至第3の電源配線と、センスノードの電位に基づいて判定信号を生成する判定回路と、前記第1の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、前記判定信号に基づいて導通状態が制御される第1の電流制御回路と、前記第2の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、前記判定信号に基づいて導通状態が制御される第2の電流制御回路と、前記第3の電源配線と前記センスノードとの間に接続されたアンチヒューズ素子と、前記アンチヒューズ素子を介して流れる電流を整流する整流回路と、を備えることを特徴とする。 A semiconductor device according to one aspect of the present invention includes first to third power supply lines to which first to third potentials are supplied, a determination circuit that generates a determination signal based on the potential of a sense node, and the first A first current control circuit which is connected between one power supply wiring and the sense node and whose conduction state is controlled based on the determination signal; and is connected between the second power supply wiring and the sense node. A second current control circuit whose conduction state is controlled based on the determination signal, an antifuse element connected between the third power supply wiring and the sense node, and via the antifuse element And a rectifier circuit that rectifies the flowing current.
本発明の他の側面による半導体装置は、それぞれ第1乃至第3の電位が供給される第1乃至第3の電源配線と、センスノードの電位に基づいて判定信号を生成する判定回路と、前記第1の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、ゲート電極に前記判定信号が供給される第1導電型の第1トランジスタと、前記第2の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、ゲート電極に前記判定信号が供給される第2導電型の第2トランジスタと、前記第3の電源配線と前記センスノードとの間に接続されたアンチヒューズ素子と、前記アンチヒューズ素子に直列に接続された前記第1導電型の第3トランジスタと、を備え、前記第1の電位と前記第3の電位の電位差は、前記第1の電位と前記第2の電位の電位差よりも大きいことを特徴とする。 A semiconductor device according to another aspect of the present invention includes first to third power supply wirings to which first to third potentials are supplied, a determination circuit that generates a determination signal based on a potential of a sense node, A first conductive type first transistor connected between a first power supply line and the sense node and supplied with the determination signal to a gate electrode, and between the second power supply line and the sense node. A second transistor of a second conductivity type connected to the gate electrode and supplied with the determination signal; an antifuse element connected between the third power supply line and the sense node; and the antifuse element A third transistor of the first conductivity type connected in series, wherein a potential difference between the first potential and the third potential is larger than a potential difference between the first potential and the second potential. With features That.
本発明によれば、センス回路内の電源電圧を高めることなく、アンチヒューズ素子の両端間にかかる電圧が高められることから、読み出し感度が向上する。しかも、アンチヒューズ素子の抵抗値が低い場合であっても、アンチヒューズ素子への電流の逆流も防止されるため、意図しない電流の発生を防止することもできる。 According to the present invention, since the voltage applied across the antifuse element can be increased without increasing the power supply voltage in the sense circuit, the read sensitivity is improved. In addition, even if the resistance value of the antifuse element is low, the backflow of current to the antifuse element is prevented, so that unintended current generation can be prevented.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の好ましい第1乃至第3の各実施形態による半導体装置10の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
半導体装置10は、DDR4(Double Data Rate 4)型のシンクロナスDRAMであり、外部端子として、クロック端子11a,11b、コマンド端子12a〜12d、アドレス端子13、データ入出力端子14及び電源端子15v,15sを少なくとも備える。
The
クロック端子11a,11bは、相補の外部クロック信号CK,CKBがそれぞれ供給される。外部クロック信号CK,CKBは、内部クロック生成回路21に供給される。内部クロック生成回路21は内部クロック信号ICLKを生成し、これをDLL回路22や各種内部回路に供給する役割を果たす。DLL回路22は、内部クロック信号ICLKを受けて出力用の内部クロック信号LCLKを生成し、これをデータ入出力回路80に供給する。
Complementary external clock signals CK and CKB are supplied to the
コマンド端子12a〜12dは、ロウアドレスストローブ信号RAS、カラムアドレスストローブ信号CAS、ライトイネーブル信号WE及びチップセレクト信号CSなどからなるコマンド信号CMDが供給される。これらのコマンド信号CMDは、コマンドデコーダ31に供給される。コマンドデコーダ31は、内部クロック信号ICLKに同期して、コマンド信号の保持、デコード及びカウントなどを行うことによって、各種内部コマンドICMDを生成する。
The
アドレス端子13は、複数ビットからなるアドレス信号ADDが供給される。アドレス信号ADDはアドレスラッチ回路41に供給され、内部クロック信号ICLKに同期してラッチされる。アドレスラッチ回路41にラッチされたアドレス信号ADDのうち、ロウアドレスXAについてはロウデコーダ51に供給され、カラムアドレスYAについてはカラムデコーダ52に供給される。また、アンチヒューズ素子へのプログラミング時には、冗長アドレスRAが冗長アドレスデコーダ55に供給される。
The address terminal 13 is supplied with an address signal ADD composed of a plurality of bits. Address signal ADD is supplied to address
ロウデコーダ51は、ロウアドレスXAに基づいて、メモリセルアレイ60に含まれるいずれかのワード線WLを選択する。
The
ロウデコーダ51は、アンチヒューズ回路51a及びアドレス比較回路51bを含む。但し、アンチヒューズ回路51aは、ロウデコード内に構成されることに限定されず、チップ内の別異の領域に構成されても良い。
The
アンチヒューズ回路51aは、情報を不揮発性的に記憶する不揮発性記憶素子であり、例えば、ヒューズ回路、ヒューズ素子、アンチヒューズ素子で良い。特に、アンチヒューズ回路51aは、不良アドレス等の情報を記憶する。不良のあるワード線WLに対応するロウアドレスXAが入力されると、当該ワード線WLの代わりに冗長ワード線RWLが選択される。これにより、不良のあるメモリセルMCの代わりに冗長メモリセルRMCにアクセスすることができる。
The
不良のあるワード線WLのロウアドレスXAは、アンチヒューズ回路51aに記憶され、アクセスが要求されたロウアドレスXAとアンチヒューズ回路51aに記憶されたロウアドレスXAは、アドレス比較回路51bによって比較される。アンチヒューズ回路51aの動作は、アンチヒューズ制御回路54及び冗長アドレスデコーダ55によって制御される。
The row address XA of the defective word line WL is stored in the
メモリセルアレイ60は、交差するワード線WLとビット線BLを備え、メモリセルMCは、その交点に配置される。ビット線BLは、センスアンプ列53内の対応するセンスアンプSAに接続されている。
The
カラムデコーダ52は、カラムアドレスYAに基づき、ビット線BLを選択する。
The
カラムデコーダ52は、アンチヒューズ回路52a及びアドレス比較回路52bを含む。アンチヒューズ回路52aは、カラムデコード内に構成されることに限定されず、チップ内の別異の領域に構成されても良い。さらに、アンチヒューズ回路51a及び52aは、アレイ状に配置される複数のアンチヒューズで構成されてもよい。
The
アンチヒューズ回路52aは、情報を不揮発性的に記憶する不揮発性記憶素子であり、例えば、ヒューズ回路、ヒューズ素子、アンチヒューズ素子で良い。特に、アンチヒューズ回路52aは、不良アドレス情報等を記憶する。不良のあるビット線BLに対応するカラムアドレスYAが入力されると、当該ビット線BLの代わりに冗長ビット線RBLが選択される。これにより、不良のあるメモリセルMCの代わりに冗長メモリセルRMCにアクセスすることができる。
The
不良のあるビット線BLのカラムアドレスYAは、アンチヒューズ回路52aに記憶され、アクセスが要求されたカラムアドレスYAとアンチヒューズ回路52aに記憶されたカラムアドレスYAは、アドレス比較回路52bによって比較される。アンチヒューズ回路52aの動作は、アンチヒューズ制御回路54及び冗長アドレスデコーダ55によって制御される。
The column address YA of the defective bit line BL is stored in the
カラムデコーダ52によって選択されたビット線BL又は冗長ビット線RBLは、センスアンプSA及びメインI/O配線MIOを介してメインアンプ70に接続される。メインアンプ70は、リード動作時においてはメインI/O配線MIOを介してメモリセルから読み出されたリードデータを増幅してリードライトバスRWBSに供給し、ライト動作時においてはリードライトバスRWBSを介して供給されたライトデータをメインI/O配線MIOに供給する。
The bit line BL or redundant bit line RBL selected by the
リードライトバスRWBSはデータ入出力回路80に接続されている。データ入出力回路80は、リードライトバスRWBSを介してパラレルに読み出されたリードデータDQをデータ入出力端子14からシリアルに出力するとともに、データ入出力端子14を介してシリアルに入力されたライトデータDQをリードライトバスRWBSにパラレルに供給する。
The read / write bus RWBS is connected to the data input /
電源端子15v,15sは、それぞれ電源電位VDD及び接地電位VSSが供給される。これら電源端子15v,15sは電源回路90に接続されている。電源回路90は、電源電位VDD及び接地電位VSSに基づき、各種の内部電位を生成する。
The
電源回路90が生成する内部電位は、内部電位VPP,VARY,VPERIなどを含む。内部電位VPPは、電源電位VDDを昇圧することによって生成される電位であり、主にロウデコーダ51において用いられる。内部電位VARYは、電源電位VDDを降圧することによって生成される電位であり、主にセンスアンプ列53において用いられる。内部電位VPERIは、電源電位VDDを降圧することによって生成される電位であり、大部分の回路ブロックにおいて電源電位として用いられる。
The internal potential generated by the
内部電位VPPは、ポンプ回路100にも供給される。ポンプ回路100は、アンチヒューズ回路51a,52aに対するコネクト動作時及びロード動作時に用いる各種電位を生成する回路である。ここで、「コネクト動作」とは、アンチヒューズ素子の両端間に高電圧を印加することによって絶縁破壊するプログラミング動作である。そして、アンチヒューズ素子が絶縁破壊されているか否かは、「ロード動作」によって判定される。
The internal potential VPP is also supplied to the
<第1の実施形態>
図2は、第1の実施形態によるアンチヒューズ回路51a,52a及びポンプ回路100の構成を説明するためのブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the
アンチヒューズ回路51a,52aは、図2に示すように、ロード回路110、コネクト回路120、センス回路130及び整流回路140を備える。
As shown in FIG. 2, the
ロード回路110は、アンチヒューズ素子を含む回路ブロックであり、コネクト動作時及びロード動作時に使用される。コネクト回路120及びセンス回路130は、それぞれコネクト動作時及びロード動作時に使用される。
The
整流回路140は、センス回路とロード回路110及びコネクト回路との間に接続され、ヒューズ素子を流れる電流を整流する。整流回路140は、ロード動作時において電流の逆流を防止するために用いられる。
The
ロード動作は、アンチヒューズ制御回路54から供給されるプリチャージ信号PREB及びロード信号LOADTによって制御される。アンチヒューズ制御回路54は、半導体装置10の初期化時に活性化されるリセット信号RSTBと、コネクト動作のベリファイ動作時に活性化されるベリファイ信号VRFYによって制御される。
The load operation is controlled by a precharge signal PREB and a load signal LOADT supplied from the
コネクト動作は、冗長アドレスデコーダ55から供給されるセレクト信号RSET及び冗長アドレスRAによって制御される。冗長アドレスデコーダ55には、コネクト動作時に冗長アドレスRA(不良のあるワード線WL又は不良のあるビット線BLのアドレス)が供給され、これをデコードすることによって、コネクト対象となるアンチヒューズ回路51a,52aに冗長アドレスRAを供給する。
The connect operation is controlled by a select signal RSET and a redundant address RA supplied from the
センス回路130は、ロード動作時においてアンチヒューズ素子から読み出された情報をセンスするとともに、センスされた情報をラッチすることにより、判定信号である不良アドレス情報AFBLBを生成する。不良アドレス情報AFBLBは、アドレス比較回路51b,52bに供給される。アドレス比較回路51b,52bは、不良アドレス情報AFBLBとロウアドレスXA又はカラムアドレスYAを比較し、両者が不一致(ミスヒット)であればロウアドレスXA又はカラムアドレスYAに基づいてワード線WL又はビット線BLを選択する。一方、不良アドレス情報AFBLBとロウアドレスXA又はカラムアドレスYAが一致(ヒット)すれば、冗長ワード線RWL又は冗長ビット線RBLを選択する。
The
ポンプ回路100は、ポジティブポンプ101、ネガティブポンプ102,103、電源スイッチ104,105及び基準電位発生回路106を備える。
The
ポジティブポンプ101は、内部電位VPPを用いたポンピング動作によって高電位VPPCを生成する回路である。高電位VPPCは例えば5.0Vである。ポジティブポンプ101によって生成された高電位VPPCは電源スイッチ104に供給される。電源スイッチ104は、プログラム信号PGPTに基づき、高電位VPPC及び電源電位VDDのいずれか一方を電源配線VPPSVに供給する。電源配線VPPSVは、コネクト回路120に接続されている。
The
ネガティブポンプ102,103は、内部電位VPPを用いたポンピング動作によって負電位VBBC,VBBLをそれぞれ生成する回路である。負電位VBBC,VBBLは同電位であり、例えば−1.0Vである。ネガティブポンプ102,103によって生成された負電位VBBC,VBBLは電源スイッチ105に供給される。電源スイッチ105は、プログラム信号PGNTに基づき、負電位VBBC,VBBLのいずれか一方を電源配線VBBSVに供給する。電源配線VBBSVは、ロード回路110に接続されている。1つの例として、電源配線VBBSVは、1アンチヒューズ素子AFが1ビットを記憶する構成において、複数のアンチヒューズ素子AFに共通に接続される構成で良い。
The negative pumps 102 and 103 are circuits that generate negative potentials VBBC and VBBL, respectively, by a pumping operation using the internal potential VPP. The negative potentials VBBC and VBBL are the same potential, for example, −1.0V. Negative potentials VBBC and VBBL generated by the
基準電位発生回路106は、バンドギャップリファレンス電位VBGRに基づいてリファレンス電位VREFを生成する。バンドギャップリファレンス電位VBGRは、プロセスばらつき、温度変化、電圧変化などに依存しない一定電位である。リファレンス電位VREFは、バイアス発生回路150に含まれる差動アンプ151の非反転入力ノード(+)に供給される。差動アンプ151の出力ノードは、抵抗素子152を介して反転入力ノード(−)にフィードバックされている。差動アンプ151の出力ノードから出力されるバイアス電位BIASは、センス回路130に供給される。
The reference
図3は、第1の実施形態によるロード回路110、コネクト回路120、センス回路130及び整流回路140の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of the
ロード回路110は、図3に示すように、接続ノードAFNと電源配線VBBSVとの間に接続されたアンチヒューズ素子AFと、接続ノードAFNと接続ノードAFUとの間に挿入されたNチャンネル型MOSトランジスタ111とを備える。センス回路130は、センスノードAFBLを含む。
As shown in FIG. 3, the
整流回路140は、ロード回路110に含まれるMOSトランジスタ111及びセンス回路130に含まれるセンスノードAFBLの間に接続される。整流回路140は、トランジスタ141を含み、トランジスタ141は、例えば、接続ノードAFU及びノードAFBLの間にソース・ドレイン経路を有し、接地に接続されるゲート電極を有するPMOS型のトランジスタである。また、トランジスタ141は、使用される回路構成に応じて、接続ノードAFU及びノードAFBLの間にソース・ドレイン経路を有するNMOS型のトランジスタで構成される場合も考慮される。
The
アンチヒューズ素子AFは、初期状態において絶縁されており、コネクト動作によって両端間に高電圧が印加されると絶縁破壊され、導通状態となる。図3に示す回路は、1個のアンチヒューズ素子AFに対応する回路部分であり、したがって、アンチヒューズ素子AFの数だけ、図3に示す回路が半導体装置10内に設けられる。アンチヒューズ素子AFの必要数は、記憶可能な冗長アドレス数×冗長アドレスのビット数である。その他、イネーブルビット用にもアンチヒューズ素子AFが必要となる場合がある。
The anti-fuse element AF is insulated in the initial state, and when a high voltage is applied between both ends by the connecting operation, the dielectric breakdown is caused and the conductive state is brought into conduction. The circuit shown in FIG. 3 is a circuit portion corresponding to one antifuse element AF. Therefore, the circuits shown in FIG. 3 are provided in the
トランジスタ111は、アンチヒューズ素子AFと接続ノードAFUとの接続を制御するためのスイッチであり、そのゲート電極にはロード信号LOADTが供給される。また、トランジスタ111の基板は電源配線VBBSVに接続されている。
The
ロード信号LOADTは、ロード動作時においてハイレベルに活性化する信号である。ロード動作時には、アンチヒューズ素子AFを介して接続ノードAFUが電源配線VBBSVに接続される。接続ノードAFUは、Pチャンネル型MOSトランジスタ141からなる整流回路140を介して、センス回路130内のセンスノードAFBLに接続される。トランジスタ141のゲート電極は、接地電位VSSに固定され、接続ノードAFUが負電位となってもセンスノードAFBLが負電位となることはない。
The load signal LOADT is a signal that is activated to a high level during the load operation. During the load operation, the connection node AFU is connected to the power supply wiring VBBSV via the antifuse element AF. The connection node AFU is connected to a sense node AFBL in the
コネクト回路120は、電源配線VPPSVと接続ノードAFNとの間に接続されたPチャンネル型MOSトランジスタ121を備える。トランジスタ121のゲート電極は、セレクト信号RSET及び冗長アドレスRAの対応するビットを受けるNANDゲート回路122の出力信号を受ける。セレクト信号RSETは、冗長アドレスごとに割り当てられる信号であり、記憶可能な冗長アドレス数がM+1個存在する場合には、M+1ビットのセレクト信号RSETが用いられる。所定のセレクト信号RSETに対応したコネクト動作時において、冗長アドレスRAの対応するビットの論理レベルがハイレベルであれば、アンチヒューズ素子AFが電源配線VPPSVに接続される。
The
センス回路130は、Pチャンネル型MOSトランジスタ131及びNチャンネル型MOSトランジスタ132からなるインバータ回路と、判定回路であるインバータ回路133が循環接続されたラッチ回路を備える。インバータ回路133の入力ノードは、センスノードAFBLに接続される。トランジスタ131のソースは、内部電位VPERIが供給され、トランジスタ132のソースは、接地電位VSSが供給される。内部電位VPERIは、例えば1.0Vである。インバータ回路133の動作電源についても、内部電位VPERI及び接地電位VSS間の電圧(1.0V)が用いられる。
The
Pチャンネル型のバイアストランジスタ134は、トランジスタ131とセンスノードAFBLとの間に接続される。バイアストランジスタ134のゲート電極は、バイアス電位BIASを受け、トランジスタ131,134からなる電流制御回路は、バイアス電位BIASに応じてセンスノードAFBLに流れるセンス電流の電流量を制御する。
The P-channel
Pチャンネル型のプリチャージトランジスタ135は、内部電位VPERIが供給される電源配線とセンスノードAFBLとの間に接続される。プリチャージトランジスタ135のゲート電極は、プリチャージ信号PREBを受ける。プリチャージ信号PREBがローレベルに活性化すると、センスノードAFBLは、VPERIレベル(1.0V)にプリチャージされる。
The P-channel
図4は、第1の実施形態の動作を説明するためのタイミング図である。 FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the first embodiment.
待機期間T10では、プログラム信号PGPT,PGNTがいずれもローレベルであり、したがって、電源配線VPPSVには電源電位VDDが供給され、電源配線VBBSVにはネガティブポンプ103を介して負電位VBBL(−1.0V)が供給される。 In the standby period T10, the program signals PGPT and PGNT are both at a low level. Therefore, the power supply potential VPPSV is supplied with the power supply potential VDD, and the power supply wiring VBBSV is supplied with the negative potential VBBL (−1. 0V) is supplied.
コネクト期間T11では、プログラム信号PGPT,PGNTがハイレベルに変化する。これにより、電源配線VPPSVには高電位VPPC(5.0V)が供給され、電源配線VBBSVにはネガティブポンプ102を介して負電位VBBC(−1.0V)が供給される。この状態で、セレクト信号RSETが順次ハイレベルに変化するとともに、これに対応する冗長アドレスRAの各ビットがコネクト回路120に入力される。図4に示す例では、セレクト信号RSETがM+1ビット(RSET<0>〜RSET<M>)であり、冗長アドレスRAがn+1ビット(RA<0>〜RA<N>)である場合が示される。
In the connection period T11, the program signals PGPT and PGNT change to high level. Accordingly, the high potential VPPC (5.0 V) is supplied to the power supply wiring VPPSV, and the negative potential VBBC (−1.0 V) is supplied to the power supply wiring VBBSV via the
これにより、冗長アドレスRAの当該ビットがハイレベルであれば、図3に示したアンチヒューズ素子AFの両端には約6Vのコネクト電圧が印加され、これによってアンチヒューズ素子AFに含まれる絶縁膜が絶縁破壊される。かかる動作は、活性化するセレクト信号RSETを順次切り替えることにより、全ての冗長アドレスRAがプログラムされるまで繰り返し実行する。 As a result, if the relevant bit of the redundant address RA is at a high level, a connect voltage of about 6 V is applied to both ends of the antifuse element AF shown in FIG. 3, so that the insulating film included in the antifuse element AF is formed. Breaks down. This operation is repeatedly executed until all redundant addresses RA are programmed by sequentially switching the select signal RSET to be activated.
プリチャージ期間T12では、プログラム信号PGNTがローレベルに戻るとともに、ベリファイ信号VRFYがハイレベル、プリチャージ信号PREBがローレベルに活性化する。これにより、センス回路130内のセンスノードAFBLはVPERIレベル(1.0V)にプリチャージされる。
In the precharge period T12, the program signal PGNT returns to the low level, the verify signal VRFY is activated to the high level, and the precharge signal PREB is activated to the low level. As a result, the sense node AFBL in the
ベリファイ期間T13では、プリチャージが解除されるとともに、ロード信号LOADTがハイレベルに活性化する。これにより、センスノードAFBLは、整流回路140及びアンチヒューズ素子AFを介して、電源配線VBBSVに接続された状態となる。このため、アンチヒューズ素子AFには、バイアス電位BIASによって決まるセンス電流が流れ、その電流量に応じてセンスノードAFBLの電位が変化する。
In the verify period T13, the precharge is released and the load signal LOADT is activated to a high level. As a result, the sense node AFBL is connected to the power supply wiring VBBSV via the
ここで、アンチヒューズ素子AFがコネクトされていない場合(絶縁状態である場合)には、アンチヒューズ素子AFにセンス電流がほとんど流れないため、符号Aで示すように接続ノードAFUの電位はプリチャージ状態を維持する。 Here, when the antifuse element AF is not connected (in an insulated state), almost no sense current flows through the antifuse element AF, so that the potential of the connection node AFU is precharged as indicated by the symbol A. Maintain state.
これに対し、アンチヒューズ素子AFがコネクトされている場合(導通状態である場合)には、アンチヒューズ素子AFにセンス電流が流れるため、符号Bで示すように接続ノードAFUの電位が大きく低下する。 On the other hand, when the anti-fuse element AF is connected (when it is in a conductive state), a sense current flows through the anti-fuse element AF, so that the potential of the connection node AFU is greatly reduced as indicated by reference numeral B. .
さらに、アンチヒューズ素子AFがコネクトされている場合(導通状態である場合)において、(i)抵抗値が比較的に高い場合と、(ii)抵抗値が十分に低い場合と、がある。 Further, when the anti-fuse element AF is connected (when it is in a conductive state), there are (i) a case where the resistance value is relatively high and (ii) a case where the resistance value is sufficiently low.
(i)アンチヒューズ素子AFがコネクトされている(導通状態である)にもかかわらずその抵抗値が比較的高い場合、つまり半コネクト状態である場合には、アンチヒューズ素子AFに流れるセンス電流が小さいために、符号Cで示すように接続ノードAFUの電位の低下は緩やかとなる。そして、センスノードAFBLの電位がセンス回路130の論理しきい値未満に低下すると、インバータ回路133が反転し、トランジスタ132を介してセンスノードAFBLのレベルが急速に低下する。これにより、アンチヒューズ素子AFから読み出された情報がラッチされる。
(I) When the resistance value is relatively high even though the antifuse element AF is connected (conductive state), that is, when the antifuse element AF is in a semi-connected state, the sense current flowing through the antifuse element AF is Since it is small, the potential of the connection node AFU gradually decreases as indicated by the symbol C. When the potential of the sense node AFBL falls below the logic threshold value of the
本実施形態において、ベリファイ期間T13では、アンチヒューズ素子AFの両端に印加される電圧は、VPERI(1.0V)−VBBL(−1.0V)であることから、約2Vとなる。これにより、アンチヒューズ素子AFの両端に印加される電圧をVPERI−VSS(=1.0V)とした場合と比べ、より大きなセンス電流を確保することができる。このため、半コネクト状態であっても、センスノードAFBLの電位をより大きく低下させることが可能となり、正しいセンス動作が保証される。 In the present embodiment, in the verification period T13, the voltage applied to both ends of the antifuse element AF is VPERI (1.0 V) −VBBL (−1.0 V), and is about 2 V. As a result, a larger sense current can be secured as compared with the case where the voltage applied across the antifuse element AF is VPERI-VSS (= 1.0 V). For this reason, even in the semi-connected state, the potential of the sense node AFBL can be greatly reduced, and a correct sensing operation is guaranteed.
(ii)アンチヒューズ素子AFがコネクト状態であり、その抵抗値が十分に低い場合には、符号Bで示すように、接続ノードAFUの電位が−1.0V近傍まで急速に低下する虞がある。 (Ii) When the anti-fuse element AF is in a connected state and its resistance value is sufficiently low, as indicated by reference symbol B, the potential of the connection node AFU may rapidly decrease to around −1.0V. .
このような場合に、整流回路140は、ヒューズ素子を流れる電流を整流する機能を発揮する。つまり、センスノードAFBLと接続ノードAFUとの間には、整流回路140が挿入されていることから、センスノードAFBLの電位が接地電位VSS未満に低下することはない。トランジスタ141は、ゲート電極が接地されていることから、接続ノードAFUの電位が急速に低下する際に、非導通となる。これによって、接続ノードAFUの電位が接地電圧以下になることが防止される。つまり、接地電位VSSが供給される配線(トランジスタ132のソース)から電源配線VBBSVに向かって電流が逆流することはない。
In such a case, the
また、図3に示されるVBBSVノードが複数の読み出し回路130及びそれに対応するアンチヒューズ素子AFに共通に備えられる例では、抵抗値が十分に低い素子AFに接続されるVBBSVノードから、抵抗値が比較的高い素子AFに接続されるVBBSVノードへ電流が流れ込み、この流れ込み電流により、抵抗値が比較的高い素子AFの低電位側が浮き上がり、該素子AFの両端に十分に電位差が生じず、読み出し不良となる現象が考慮される。しかし、抵抗値が十分に低い素子AFにおいて、対応する整流回路140(トランジスタ141)が非導通となることにより、電流印加を防止するため、このような現象を防止できる。
Further, in the example in which the VBBSV node shown in FIG. 3 is provided in common to the plurality of read
再コネクト期間T14では、ベリファイ動作の結果、正しくコネクトされていないアンチヒューズ素子AFが存在する場合には、当該アンチヒューズ素子AFに対して再コネクト動作が実行される。 In the reconnect period T14, if there is an antifuse element AF that is not correctly connected as a result of the verify operation, the reconnect operation is performed on the antifuse element AF.
待機期間T15では、一連のプログラミングが完了する。 In the waiting period T15, a series of programming is completed.
次に、プログラミングが完了した後は、半導体装置10がリセットされる度に、アンチヒューズ素子AFからの情報の読み出しが行われる。
Next, after the programming is completed, information is read from the antifuse element AF every time the
リセット期間T16では、リセット信号RSTBがローレベルに活性化する。 In the reset period T16, the reset signal RSTB is activated to a low level.
プリチャージ期間T17では、プリチャージ信号PREBがローレベルに活性化する。これにより、センス回路130内のセンスノードAFBLはVPERIレベル(1.0V)にプリチャージされる。
In the precharge period T17, the precharge signal PREB is activated to a low level. As a result, the sense node AFBL in the
ロード期間T18では、プリチャージが解除されるとともに、ロード信号LOADTがハイレベルに活性化する。これにより、センスノードAFBLは、整流回路140及びアンチヒューズ素子AFを介して、電源配線VBBSVに接続された状態となる。
In the load period T18, the precharge is released and the load signal LOADT is activated to a high level. As a result, the sense node AFBL is connected to the power supply wiring VBBSV via the
ロード期間T18における動作は、上述したベリファイ期間T13における動作と同じであり、アンチヒューズ素子AFがコネクトされているか否かに応じて、センスノードAFBLの電位に差が生じる。 The operation in the load period T18 is the same as the operation in the verify period T13 described above, and a difference occurs in the potential of the sense node AFBL depending on whether or not the antifuse element AF is connected.
本実施形態では、ロード期間T18では、アンチヒューズ素子AFの両端間に印加される電圧は約2Vであり、大きなセンス電流を確保することができることから、半コネクト状態であっても、センスノードAFBLの電位を十分に低下させることが可能となる。 In the present embodiment, in the load period T18, the voltage applied across the antifuse element AF is about 2V, and a large sense current can be secured. Therefore, even in the half-connected state, the sense node AFBL Can be sufficiently lowered.
しかも、アンチヒューズ素子AFがコネクト状態であり、その抵抗値が十分に低い場合であっても、整流回路140の存在により、接地電位VSSが供給される配線(トランジスタ132のソース)から電源配線VBBSVに向かって電流が逆流することもない。
Moreover, even when the anti-fuse element AF is in the connected state and its resistance value is sufficiently low, the power supply wiring VBBSV is supplied from the wiring (source of the transistor 132) supplied with the ground potential VSS due to the presence of the
以上説明したように、第1の実施形態によれば、電流の逆流を防止しつつ、アンチヒューズ素子AFに保持された情報を高い感度で読み出すことができる。尚、上記の効果は、トランジスタ132のソースを電源配線VBBSVに接続することによっても得られるが、この場合には、センス回路130に対する設計変更が必要となるばかりでなく、トランジスタ132に印加される電圧が高くなるため、センス動作時においてトランジスタ132のリーク電流が増大する。トランジスタ132のリーク電流は、センス電流に対してノイズ成分となるため、読み出し感度を低下させてしまう。これらの点を考慮すれば、トランジスタ132のソースを電源配線VBBSVに接続するのではなく、上記実施形態の構成を採ることが望ましい。
As described above, according to the first embodiment, information held in the antifuse element AF can be read with high sensitivity while preventing a backflow of current. The above effect can also be obtained by connecting the source of the
<第1の実施形態の変形例>
図5は、第1の実施形態の変形例によるロード回路110、コネクト回路120、センス回路130及び整流回路140の回路図である。
<Modification of First Embodiment>
FIG. 5 is a circuit diagram of a
図5に示す変形例は、図3に示した回路に対して極性が全て逆となっている他は、図3に示した回路と同一である。つまり、Nチャンネル型MOSトランジスタ111,132の代わりにPチャンネル型MOSトランジスタ112,137が用いられ、Pチャンネル型MOSトランジスタ121,131,134,135,141の代わりに、Nチャンネル型MOSトランジスタ123,136,138,139,142が用いられる。
The modification shown in FIG. 5 is the same as the circuit shown in FIG. 3 except that the polarities are all reversed with respect to the circuit shown in FIG. That is, P-
整流回路140は、ロード回路110に含まれるMOSトランジスタ112及びセンス回路130に含まれるインバータ回路133の入力ノードの間に接続される。整流回路140は、MOSトランジスタ112及びノインバータ回路133の入力ノードの間にソース・ドレイン経路を有するNMOS型のトランジスタを備える。トランジスタ142のゲート電極は、固定電位、例えば、内部電位VPERIに固定される。
The
ロード動作時においては、電源配線VBBSVに内部電位VPERIよりも高い電位(例えば2.0V)が印加される。これにより、アンチヒューズ素子AFがコネクトされており、且つ、その抵抗値が十分に低い場合であっても、電源配線VBBSVからトランジスタ136のソースに電流が逆流することはない。このように、極性を逆にした場合であっても、同じ効果を得ることが可能となる。
During the load operation, a potential (for example, 2.0 V) higher than the internal potential VPERI is applied to the power supply wiring VBBSV. Thereby, even when the antifuse element AF is connected and its resistance value is sufficiently low, current does not flow backward from the power supply wiring VBBSV to the source of the
<第2の実施形態>
図6は、第2の実施形態によるアンチヒューズ回路51a,52a及びポンプ回路100の構成を説明するためのブロック図である。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a block diagram for explaining the configuration of the
図6に示すように、本実施形態においては、バイアス発生回路150が削除されているとともに、ポンプ回路100からネガティブポンプ102及び基準電位発生回路106が削除されている。また、電源スイッチ104,105の代わりに電源スイッチ107,108が用いられている。さらに、アンチヒューズ回路51a,52aには、ベリファイビット選択回路160が追加されている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
電源スイッチ107は、プログラム信号PGTに応答して高電位VPPC(6.0V)、或いは、電源配線VBBSV上の負電位VBB(−1.0V)を選択し、これを電源配線VPPSVに出力する。電源スイッチ108は、プログラム信号PGTに応答して電源配線VBBSV上の負電位VBB(−1.0V)、或いは、内部電位VPP(3.0V)を選択し、これをコネクト信号AFREFとして出力する。その他の構成は、基本的に図2に示した第1の実施形態と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
The
図7は、第2の実施形態によるロード回路110、コネクト回路120、センス回路130、整流回路140及びベリファイビット選択回路160の回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram of the
第2の実施形態による整流回路140は、ロード回路110に含まれるMOSトランジスタ111及びセンス回路130に含まれるセンスノードAFBLの間に接続される。整流回路140は、トランジスタ141を含み、トランジスタ141は、例えば、接続ノードAFU及びノードAFBLの間にソース・ドレイン経路を有し、接地に接続されるゲート電極を有するPMOS型のトランジスタである。また、トランジスタ141は、使用される回路構成に応じて、接続ノードAFU及びノードAFBLの間にソース・ドレイン経路を有するNMOS型のトランジスタで構成される場合も考慮される。
The
第2の実施形態によるロード回路110は、図7に示すように、電源配線VPPSVと接続ノードAFNとの間に接続されたアンチヒューズ素子AFと、接続ノードAFNと接続ノードAFUとの間に挿入されたNチャンネル型MOSトランジスタ113,111とを備えている。トランジスタ113のゲート電極は内部電位VPPに固定されており、その基板は電源配線VBBSVに接続されている。
As shown in FIG. 7, the
第2の実施形態によるコネクト回路120は、接続ノードAFNと接地電位VSSが供給される配線との間に接続されたNチャンネル型MOSトランジスタ124,125を備えている。トランジスタ124のゲート電極には、コネクト動作時に活性化されるコネクト信号AFREFが供給される。また、トランジスタ125のゲート電極には、セレクト信号RSET及び冗長アドレスRAの対応するビットを受けるNANDゲート回路126の出力信号が供給される。
The
第2の実施形態によるセンス回路130は、バイアストランジスタ134が削除されている代わりに、Nチャンネル型のイネーブルトランジスタ231が追加されている。イネーブルトランジスタ231のゲート電極には、プリチャージ信号PREBが供給される。かかる構成により、トランジスタ132,231からなる電流制御回路は、プリチャージ信号PREBがハイレベルである期間に活性化される。
In the
ベリファイビット選択回路160は、内部電位VPERIが供給される配線とセンス回路130との間に接続されたPチャンネル型MOSトランジスタ161と、同じくこれらの間に直列に接続されたPチャンネル型MOSトランジスタ162,163からなる。トランジスタ162のゲート電極には冗長アドレスRAの対応するビットが供給され、トランジスタ161,163のゲート電極にはイネーブル信号ENB及びその反転信号がそれぞれ供給される。かかる構成により、イネーブル信号ENBがローレベルに活性化している場合、或いは、イネーブル信号ENBがハイレベルに非活性化しており、且つ、冗長アドレスRAの対応するビットがローレベルである場合に、ベリファイビット選択回路160は内部電位VPERIをセンス回路130に供給する。
The verify
図8は、第2の実施形態の変形例によるロード回路110、コネクト回路120、センス回路130、整流回路140及びベリファイビット選択回路160の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a
図8に示す変形例は、コネクト回路120にNチャンネル型MOSトランジスタ127が追加されるとともに、センス回路130に含まれるトランジスタ132,231の接続順序が逆転している点において、図7に示した回路と相違している。その他の構成については図7に示した回路と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
The modification shown in FIG. 8 is shown in FIG. 7 in that an N-
トランジスタ127は、ソースがトランジスタ124のソースに接続されており、ドレイン及びゲート電極にコネクト信号AFREF及びその反転信号がそれぞれ供給される。かかる構成により、コネクト信号AFREFがローレベルに非活性化している期間においては、トランジスタ124のソースがローレベル(接地電位VSS)に固定される。センス回路130の動作については、図7に示す回路と同じである。
The source of the
図9は、第2の実施形態の動作を説明するためのタイミング図である。 FIG. 9 is a timing chart for explaining the operation of the second embodiment.
待機期間T20では、プログラム信号PGTがローレベルであり、したがって、電源配線VPPSV,VBBSVにはいずれも負電位VBB(−1.0V)が供給される。 In the standby period T20, the program signal PGT is at a low level, and therefore, the negative potential VBB (−1.0 V) is supplied to the power supply wirings VPPSV and VBBSV.
コネクト期間T21では、プログラム信号PGTがハイレベルに変化する。これにより、電源配線VPPSVには高電位VPPC(6.0V)が供給され、電源配線VBBSVには接地電位VSS(0V)が供給される。また、コネクト信号AFREFのレベルは内部電位VPP(3.0V)となる。この状態で、セレクト信号RSETが順次ハイレベルに変化するとともに、これに対応する冗長アドレスRAの各ビットがコネクト回路120に入力される。図9に示す例においても、セレクト信号RSETがM+1ビット(RSET<0>〜RSET<M>)であり、冗長アドレスRAがn+1ビット(RA<0>〜RA<N>)である場合を示している。
In the connection period T21, the program signal PGT changes to a high level. As a result, the high potential VPPC (6.0 V) is supplied to the power supply wiring VPPSV, and the ground potential VSS (0 V) is supplied to the power supply wiring VBBSV. The level of the connect signal AFREF is the internal potential VPP (3.0 V). In this state, the select signal RSET sequentially changes to the high level, and each bit of the redundant address RA corresponding thereto is input to the
これにより、冗長アドレスRAの当該ビットがハイレベルであれば、図7又は図8に示したアンチヒューズ素子AFの両端には約6Vのコネクト電圧が印加され、これによってアンチヒューズ素子AFに含まれる絶縁膜が絶縁破壊される。かかる動作は、活性化するセレクト信号RSETを順次切り替えることにより、全ての冗長アドレスRAがプログラムされるまで繰り返し実行する。 As a result, if the relevant bit of the redundant address RA is at a high level, a connection voltage of about 6 V is applied to both ends of the antifuse element AF shown in FIG. 7 or FIG. 8, thereby being included in the antifuse element AF. The insulation film breaks down. This operation is repeatedly executed until all redundant addresses RA are programmed by sequentially switching the select signal RSET to be activated.
上記の動作は、ベリファイ動作を行った後、正しくコネクトされていないアンチヒューズ素子AFに対して繰り返し実行しても構わない。ベリファイ動作は、イネーブル信号ENBをローレベルとすることによって、センス回路130を活性化させることにより行う。
The above operation may be repeatedly performed on the antifuse elements AF that are not correctly connected after the verify operation. The verify operation is performed by activating the
待機期間T22では、一連のプログラミングが完了する。 In the waiting period T22, a series of programming is completed.
プログラミングが完了した後は、半導体装置10がリセットされる度に、アンチヒューズ素子AFからの情報の読み出しが行われる。
After the programming is completed, information is read from the antifuse element AF every time the
リセット期間T23では、リセット信号RSTBがローレベルに活性化すると、続くプリチャージ期間T24において、プリチャージ信号PREBがローレベルに活性化する。これにより、センス回路130内のセンスノードAFBLはVPERIレベル(1.0V)にプリチャージされる。
In the reset period T23, when the reset signal RSTB is activated to the low level, the precharge signal PREB is activated to the low level in the subsequent precharge period T24. As a result, the sense node AFBL in the
ロード期間T25では、プリチャージが解除されるとともに、ロード信号LOADTがハイレベルに活性化する。これにより、センスノードAFBLは、整流回路140及びアンチヒューズ素子AFを介して、電源配線VPPSVに接続された状態となる。このため、アンチヒューズ素子AFにはセンス電流が流れ、その電流量に応じてセンスノードAFBLの電位が変化する。このとき、アンチヒューズ素子AFの両端には、第1の実施形態と同様、約2Vの電圧が印加されることになる。
In the load period T25, the precharge is released and the load signal LOADT is activated to a high level. As a result, the sense node AFBL is connected to the power supply wiring VPPSV via the
そして、アンチヒューズ素子AFがコネクトされていない場合(絶縁状態である場合)には、アンチヒューズ素子AFにセンス電流がほとんど流れないため、符号Aで示すように接続ノードAFUの電位はプリチャージ状態を維持する。これに対し、アンチヒューズ素子AFがコネクトされている場合(導通状態である場合)には、アンチヒューズ素子AFにセンス電流が流れるため、符号Bで示すように接続ノードAFUの電位が大きく低下する。 When the antifuse element AF is not connected (in an insulated state), almost no sense current flows through the antifuse element AF, so that the potential of the connection node AFU is in a precharged state as indicated by symbol A. To maintain. On the other hand, when the anti-fuse element AF is connected (when it is in a conductive state), a sense current flows through the anti-fuse element AF, so that the potential of the connection node AFU is greatly reduced as indicated by reference numeral B. .
また、アンチヒューズ素子AFが半コネクト状態である場合には、アンチヒューズ素子AFに流れるセンス電流が小さいために、符号Cで示すように接続ノードAFUの電位の低下は緩やかとなるが、本実施形態においてもロード動作時においてアンチヒューズ素子AFの両端には約2Vの電圧が印加されることから、より高い感度でセンス動作を行うことが可能となる。 Further, when the antifuse element AF is in a semi-connected state, the sense current flowing through the antifuse element AF is small, so that the potential drop of the connection node AFU is moderate as shown by reference C. Also in the embodiment, since a voltage of about 2 V is applied to both ends of the antifuse element AF during the load operation, it is possible to perform the sense operation with higher sensitivity.
さらに、アンチヒューズ素子AFがコネクト状態であり、その抵抗値が十分に低い場合には、符号Cで示すように接続ノードAFUの電位が−1.0V近傍まで急速に低下するが、本実施形態においてもセンスノードAFBLと接続ノードAFUとの間には、整流回路140が挿入されていることから、センスノードAFBLの電位が接地電位VSS未満に低下することはない。つまり、接地電位VSSが供給される配線(トランジスタ132のソース)から電源配線VPPSVに向かって電流が逆流することはない。
Further, when the anti-fuse element AF is in the connected state and its resistance value is sufficiently low, the potential of the connection node AFU rapidly decreases to around −1.0 V as indicated by reference symbol C, but this embodiment In FIG. 5, since the
<第3の実施形態>
図10は、第3の実施形態によるアンチヒューズ回路51a,52a及びポンプ回路100の構成を説明するためのブロック図である。
<Third Embodiment>
FIG. 10 is a block diagram for explaining the configuration of the
図10に示すように、本実施形態においては、アンチヒューズ回路51a,52aがアンチヒューズアレイ170及びラッチブロック180によって構成されている。その他の構成は、基本的に図6に示した第2の実施形態と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 10, in this embodiment, the
図11は、アンチヒューズアレイ170の回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram of the
アンチヒューズアレイ170は、図11に示すように、アレイ状に配置された複数のロード回路110を備えている。図11に示す例では、複数のロード回路110がN+1行×M+1列のアレイを構成している。各行は冗長アドレスRAの各ビットに対応し、各列はそれぞれ1つの冗長アドレスRAに対応する。
As shown in FIG. 11, the
アンチヒューズアレイ170は、行方向に配列された複数のロード回路110に対してそれぞれ共通に割り当てられた複数のコネクト回路120、センス回路130及び整流回路140と、列方向に配列された複数のロード回路110に対してそれぞれ共通に割り当てられたドライバ回路191を備える。
The
整流回路140は、対応する接続ノードAFU及びセンスノードAFBLの間に接続される。例えば、整流回路140<0>は、接続ノードAFU<0>及びセンスノードAFBL<0>の間に接続される。整流回路140の構成は、図16で詳述される。
The
複数のロード回路110のうち、行方向に配列された複数のロード回路110は、それぞれの接続ノードAFUが共通接続されている。これにより、行方向に配列された複数のロード回路110は、対応する整流回路140を介して、対応するセンス回路130に共通に接続されることになる。図11においては、N+1個の接続ノードAFUをAFU<0>〜AFU<N>と表記している。
Among the plurality of
複数のロード回路110のうち、列方向に配列された複数のロード回路110の選択は、ドライバ回路191によって行われる。ドライバ回路191は、対応するセレクト信号RSET及びメインワード信号MWLRに基づいてプログラム信号WLP及びリード信号WLRを生成し、これらの信号を列方向に配列された複数のロード回路110に共通に供給する。図11においては、M+1個のセレクト信号RSETをRSET<0>〜RSET<M>と表記し、M+1個のメインワード信号MWLRをMWLR<0>〜MWLR<M>と表記している。
The
メインワード信号MWLRは、ロード信号LOADT及び対応するレジスタ回路192の出力信号を受けるANDゲート回路193によって生成される。レジスタ回路192は各列に対応して設けられており、図11に示すように縦続接続されることによってシフトレジスタを構成している。レジスタ回路192のクロックノードにはロードクロック信号LOADCLKが供給されており、これによりロードクロック信号LOADCLKのクロッキングに同期してラッチデータが順次シフトすることになる。また、これらレジスタ回路192は、ロード信号LOADTがローレベルに非活性化されるとリセットされる。
The main word signal MWLR is generated by an AND
図12は、ドライバ回路191の回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram of the
図12に示すように、ドライバ回路191は、メインワード信号MWLR及びセレクト信号RSETを受けるORゲート回路194と、セレクト信号RSET及びプログラム信号PGTを受けるANDゲート回路195とを備えている。
As shown in FIG. 12, the
ORゲート回路194の出力信号は、バッファ回路196を介し、リード信号WLRとして出力される。バッファ回路196には、動作電源として内部電位VPP(3.0V)及び電源配線VBBSV上の電位が供給されているため、リード信号WLRの活性レベルは内部電位VPP(3.0V)となる。
The output signal of the
一方、ANDゲート回路195の出力信号は、バッファ回路197を介し、プログラム信号WLPとして出力される。バッファ回路197には、電源配線VPPSV,VBBSVが接続されているため、コネクト動作時におけるプログラム信号WLPのレベルは、電源配線VPPSV上の高電位VPPC(6.0V)となり、ロード動作時におけるプログラム信号WLPのレベルは、電源配線VBBSV上の負電位VBB(−1.0V)となる。
On the other hand, the output signal of the AND
図13は、第3の実施形態におけるロード回路110の回路図である。
FIG. 13 is a circuit diagram of the
図13に示すように、第3の実施形態におけるロード回路110は、直列接続されたアンチヒューズ素子AF及びトランジスタ111によって構成されている。そして、アンチヒューズ素子AFの一端にはプログラム信号WLPが供給され、トランジスタ111のゲート電極にはリード信号WLRが供給される。トランジスタ111の基板は、電源配線VBBSVが接続されている。
As shown in FIG. 13, the
トランジスタ111のドレインは、接続ノードAFUに接続されている。図11に示したように、接続ノードAFUは、行方向に配列された複数のロード回路110において共通接続される。
The drain of the
図14は、第3の実施形態におけるコネクト回路120の回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram of the
図14に示すように、第3の実施形態におけるコネクト回路120は、接続ノードAFUと接地電位VSSが供給される配線との間に直列に接続されたトランジスタ124,125からなる。トランジスタ124のゲート電極にはコネクト信号AFREFが供給され、トランジスタ125のゲート電極には冗長アドレスRAの対応するビットが供給される。また、トランジスタ124の基板は電源配線VBBSVに接続されており、これによってトランジスタ125に高電圧が印加されることを防止している。
As shown in FIG. 14, the
図15は、第3の実施形態におけるセンス回路130の回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram of the
図15に示すように、第3の実施形態におけるセンス回路130は、バイアストランジスタ134が削除される代わりに、Nチャンネル型MOSトランジスタ232が追加されている点において、図3に示したセンス回路130と相違している。その他の点については、図3に示したセンス回路130と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
As shown in FIG. 15, the
トランジスタ232は、センスノードAFBLとインバータ回路133の入力ノードとの間に挿入されており、そのゲート電極にはロード信号LOADTが供給される。このため、ロード信号LOADTがハイレベルに活性化すると、センスノードAFBLとインバータ回路133の入力ノードとが短絡される。
The
図16は、第3の実施形態における整流回路140の回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram of the
図16に示すように、第3の実施形態における整流回路140は、接続ノードAFUとセンスノードAFBLとの間に接続されたトランジスタ141からなる。つまり、図3に示した整流回路140と同じ回路構成を有している。トランジスタ141のゲート電極は接地電位VSSに固定され、基板は電源配線VBBSVに接続されている。
As shown in FIG. 16, the
以上がアンチヒューズアレイ170の回路構成である。このような構成を有するアンチヒューズアレイ170に対してプログラミングを行う場合、ドライバ回路191を用いていずれかの列を選択した状態で、複数のコネクト回路120を用いて1又は2以上のアンチヒューズ素子AFの両端に高電圧を印加する。これにより、列単位でのプログラミングが行われる。また、アンチヒューズアレイ170から情報を読み出す場合、ドライバ回路191を用いていずれかの列を選択した状態でロード信号LOADTを活性化させることにより、複数のアンチヒューズ素子AFにセンス電流を流す。これにより、列単位でのロード動作が行われる。
The circuit configuration of the
ロード動作によって読み出された不良アドレス情報AFBLBは、図10に示したラッチブロック180に供給される。
The defective address information AFBLB read by the load operation is supplied to the
図17は、ラッチブロック180の回路図である。
FIG. 17 is a circuit diagram of the
図17に示すように、ラッチブロック180は、アレイ状に配置された複数のラッチ回路200を備えている。図17に示す例では、複数のラッチ回路200がN+1行×M+1列のアレイを構成している。各行は冗長アドレスRAの各ビットに対応し、各列はそれぞれ1つの冗長アドレスRAに対応する。
As shown in FIG. 17, the
複数のラッチ回路200のうち、行方向に配列された複数のラッチ回路200には、不良アドレス情報AFBLBの対応するビットが共通に供給される。図17においては、N+1ビットの不良アドレス情報AFBLBをAFBLB<0>〜AFBLB<N>と表記している。
Among the plurality of
複数のラッチ回路200のうち、列方向に配列された複数のラッチ回路200の選択は、メインワード信号MWLRによって行われる。メインワード信号MWLRを生成する回路についてはすでに説明したとおりである。
The selection of the plurality of
図18は、ラッチ回路200の回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram of the
図18に示すように、ラッチ回路200は、循環接続された2つのインバータ回路201,202と、不良アドレス情報AFBLBの対応するビットを入力するためのトランジスタ203と、ラッチされた情報を出力するトランジスタ204とを備えている。
As shown in FIG. 18, the
トランジスタ203のゲート電極には、対応するメインワード信号MWLRが供給される。これにより、アンチヒューズアレイ170から読み出された不良アドレス情報AFBLBの各ビットは、対応するラッチ回路200に転送されることになる。
A corresponding main word signal MWLR is supplied to the gate electrode of the
また、トランジスタ204のゲート電極には、出力信号REDXが供給される。トランジスタ204は、インバータ回路201,202と出力ラインRXとの間に接続されており、これにより、出力信号REDXが活性化すると、ラッチ回路200に保持されている情報が出力ラインRXに出力される。図17に示すように、行方向に配列された複数のラッチ回路200は、出力ラインRXを共有している。図17においては、N+1本の出力ラインRXをRX<0>〜RX<N>と表記している。また、M+1ビットの出力信号REDXをREDX<0>〜REDX<M>と表記している。
The output signal REDX is supplied to the gate electrode of the
かかる構成により、アンチヒューズアレイ170に対してロード動作を行うと、アレイ状のロード回路110から読み出された不良アドレス情報AFBLBは、アレイ状のラッチ回路200に次々と転送されることになる。ラッチ回路200に転送された不良アドレス情報AFBLBは、出力ラインRXを介してアドレス比較回路51b,52bに供給される。
With this configuration, when a load operation is performed on the
次に、第3の実施形態の動作について説明する。 Next, the operation of the third embodiment will be described.
図19は、第3の実施形態の動作を説明するためのタイミング図である。 FIG. 19 is a timing chart for explaining the operation of the third embodiment.
待機期間T30では、プログラム信号PGTがローレベルであり、したがって、電源配線VPPSV,VBBSVにはいずれも負電位VBB(−1.0V)が供給される。 In the standby period T30, the program signal PGT is at a low level, and therefore, the negative potential VBB (−1.0 V) is supplied to the power supply wirings VPPSV and VBBSV.
コネクト期間T31では、プログラム信号PGTがハイレベルに変化する。これにより、電源配線VPPSVには高電位VPPC(6.0V)が供給され、電源配線VBBSVには接地電位VSS(0V)が供給される。また、コネクト信号AFREFのレベルは内部電位VPP(3.0V)となる。そして、所定のメインワード信号MWLRが活性化している状態で、セレクト信号RSETが順次ハイレベルになるとともに、これに対応する冗長アドレスRAの各ビットが複数のコネクト回路120に入力される。これにより、選択された列を構成する複数のロード回路110には、当該冗長アドレスRAがプログラミングされることになる。
In the connection period T31, the program signal PGT changes to a high level. As a result, the high potential VPPC (6.0 V) is supplied to the power supply wiring VPPSV, and the ground potential VSS (0 V) is supplied to the power supply wiring VBBSV. The level of the connect signal AFREF is the internal potential VPP (3.0 V). Then, while the predetermined main word signal MWLR is activated, the select signal RSET is sequentially set to the high level, and each bit of the redundant address RA corresponding thereto is input to the plurality of
かかる動作は、メインワード信号MWLRの選択を切り替えることによって全ての列に対して行われる。これにより、アンチヒューズアレイ170の各列には、それぞれ対応する冗長アドレスRAがプログラミングされる。上記の動作は、ベリファイ動作を行った後、正しくコネクトされていないアンチヒューズ素子AFに対して繰り返し実行しても構わない。
Such an operation is performed for all the columns by switching the selection of the main word signal MWLR. Thereby, each column of the
プログラミングが完了した後は、半導体装置10がリセットされる度に、アンチヒューズ素子AFからの情報の読み出しが行われる。
After the programming is completed, information is read from the antifuse element AF every time the
リセット期間T33では、リセット信号RSTBがローレベルに活性化する。 In the reset period T33, the reset signal RSTB is activated to a low level.
プリチャージ期間T34では、プリチャージ信号PREBがローレベルに活性化する。これにより、全てのセンス回路130内のセンスノードAFBLはVPERIレベル(1.0V)にプリチャージされる。
In the precharge period T34, the precharge signal PREB is activated to a low level. As a result, the sense nodes AFBL in all the
ロード期間T35では、プリチャージが解除されるとともに、ロード信号LOADTがハイレベルに活性化する。これにより、センスノードAFBLは、整流回路140及びアンチヒューズ素子AFを介して、電源配線VPPSVに接続された状態となる。このため、アンチヒューズ素子AFにはセンス電流が流れ、その電流量に応じてセンスノードAFBLの電位が変化する。このとき、アンチヒューズ素子AFの両端には、第1及び第2の実施形態と同様、約2Vの電圧が印加されることになる。
In the load period T35, the precharge is released and the load signal LOADT is activated to a high level. As a result, the sense node AFBL is connected to the power supply wiring VPPSV via the
そして、アンチヒューズ素子AFがコネクトされていない場合(絶縁状態である場合)には、アンチヒューズ素子AFにセンス電流がほとんど流れないため、符号Aで示すように接続ノードAFUの電位はプリチャージ状態を維持する。これに対し、アンチヒューズ素子AFがコネクトされている場合(導通状態である場合)には、アンチヒューズ素子AFにセンス電流が流れるため、符号Bで示すように接続ノードAFUの電位が大きく低下する。 When the antifuse element AF is not connected (in an insulated state), almost no sense current flows through the antifuse element AF, so that the potential of the connection node AFU is in a precharged state as indicated by symbol A. To maintain. On the other hand, when the anti-fuse element AF is connected (when it is in a conductive state), a sense current flows through the anti-fuse element AF, so that the potential of the connection node AFU is greatly reduced as indicated by reference numeral B. .
また、アンチヒューズ素子AFが半コネクト状態である場合には、アンチヒューズ素子AFに流れるセンス電流が小さいために、符号Cで示すように接続ノードAFUの電位の低下は緩やかとなるが、本実施形態においてもロード動作時においてアンチヒューズ素子AFの両端には約2Vの電圧が印加されることから、より高い感度でセンス動作を行うことが可能となる。 Further, when the antifuse element AF is in a semi-connected state, the sense current flowing through the antifuse element AF is small, so that the potential drop of the connection node AFU is moderate as shown by reference C. Also in the embodiment, since a voltage of about 2 V is applied to both ends of the antifuse element AF during the load operation, it is possible to perform the sense operation with higher sensitivity.
さらに、アンチヒューズ素子AFがコネクト状態であり、その抵抗値が十分に低い場合には、接続ノードAFUの電位が−1.0V近傍まで急速に低下するが、本実施形態においてもセンスノードAFBLと接続ノードAFUとの間には、整流回路140が挿入されていることから、センスノードAFBLの電位が接地電位VSS未満に低下することはない。つまり、接地電位VSSが供給される配線(トランジスタ132のソース)から電源配線VPPSVに向かって電流が逆流することはない。
Further, when the anti-fuse element AF is in the connected state and its resistance value is sufficiently low, the potential of the connection node AFU rapidly decreases to around −1.0 V. In this embodiment, the sense node AFBL Since the
このようにして読み出された不良アドレス情報AFBLBは、ラッチブロック180に含まれる所定のラッチ回路200に書き込まれる。したがって、上記の動作を各列に対して順次実行すれば、各列に書き込まれた不良アドレス情報AFBLBが次々とラッチブロック180に転送される。図19に示す例では、M+1回のロード動作を繰り返すことにより、プリチャージ期間T36及びロード期間T37にて、全ての転送動作が完了している。
The defective address information AFBLB read in this way is written in a
以上説明した第3の実施形態のように、アンチヒューズ素子AFを含むロード回路110をアレイ状に配置する場合であっても、第1及び第2の実施形態と同じ効果を得ることが可能となる。
Even when the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say, it is included in the range.
例えば、上記実施形態の整流回路140やそれに関連する回路の構成は、アンチヒューズ素子に適用した場合を例に説明したが、ヒューズ回路、ヒューズ素子などの不揮発性記憶素子に適用することも考慮され得る。
For example, the configuration of the
例えば、上記実施形態では、本発明をDRAM(Dynamic Random Access Memory)に適用した場合を例に説明したが、本発明の適用対象がこれに限定されるものではなく、PCM(Phace Change Memory)、ReRAM(Resistive Random Access Memory)、MRAM(Magnetroresistive Random Access Memory)、STT−RAM(Spin Transfer Torque Memroy)、及びフラッシュメモリなど他の種類の半導体メモリデバイスに適用することも可能であるし、CPUやDSPなどロジック系の半導体デバイスに適用することも可能である。 For example, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a DRAM (Dynamic Random Access Memory) has been described as an example. However, the application target of the present invention is not limited to this, and PCM (Phase Change Memory), ReRAM (Resistive Random Access Memory), MRAM (Magnetrogenic Random Access Memory), STT-RAM (Spin Transfer Torque Memory), and other types of semiconductor devices that can be used as a semiconductor memory such as flash memory The present invention can also be applied to logic semiconductor devices.
10 半導体装置
11a,11b クロック端子
12a〜12d コマンド端子
13 アドレス端子
14 データ入出力端子
15v,15s 電源端子
21 内部クロック生成回路
22 DLL回路
31 コマンドデコーダ
41 アドレスラッチ回路
51 ロウデコーダ
51a,52a アンチヒューズ回路
51b,52b アドレス比較回路
52 カラムデコーダ
53 センスアンプ列
54 冗長アドレスデコーダ
55 冗長アドレスデコーダ
60 メモリセルアレイ
70 メインアンプ
80 データ入出力回路
90 電源回路
100 ポンプ回路
101 ポジティブポンプ
102,103 ネガティブポンプ
104,105 電源スイッチ
106 基準電位発生回路
107,108 電源スイッチ
110 ロード回路
111,113,123〜125,127,132,136,142,203,204,232 Nチャンネル型MOSトランジスタ
112,121,131,137,141,161〜163 Pチャンネル型MOSトランジスタ
133 インバータ回路
120 コネクト回路
122 NANDゲート回路
126 ANDゲート回路
130 センス回路
134,138 バイアストランジスタ
135,139 プリチャージトランジスタ
140 整流回路
150 バイアス発生回路
151 差動アンプ
152 抵抗素子
160 ベリファイビット選択回路
170 アンチヒューズアレイ
180 ラッチブロック
191 ドライバ回路
192 レジスタ回路
193,195 ANDゲート回路
194 ORゲート回路
196,197 バッファ回路
200 ラッチ回路
201,202 インバータ回路
231 イネーブルトランジスタ
AF アンチヒューズ素子
AFBL センスノード
AFN,AFU 接続ノード
BL ビット線
MC メモリセル
RBL 冗長ビット線
RMC 冗長メモリセル
RWBS リードライトバス
RWL 冗長ワード線
RX 出力ライン
SA センスアンプ
VPPSV,VBBSV 電源配線
WL ワード線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor device 11a, 11b Clock terminal 12a-12d Command terminal 13 Address terminal 14 Data input / output terminal 15v, 15s Power supply terminal 21 Internal clock generation circuit 22 DLL circuit 31 Command decoder 41 Address latch circuit 51 Row decoder 51a, 52a Antifuse circuit 51b, 52b Address comparison circuit 52 Column decoder 53 Sense amplifier row 54 Redundant address decoder 55 Redundant address decoder 60 Memory cell array 70 Main amplifier 80 Data input / output circuit 90 Power supply circuit 100 Pump circuit 101 Positive pump 102, 103 Negative pump 104, 105 Power supply Switch 106 Reference potential generation circuit 107, 108 Power switch 110 Load circuit 111, 113, 123-125, 127, 132, 136, 142, 203, 204, 232 N-channel MOS transistors 112, 121, 131, 137, 141, 161-163 P-channel MOS transistors 133 Inverter circuit 120 Connect circuit 122 NAND gate circuit 126 AND gate circuit 130 Sense circuits 134, 138 Bias transistors 135 and 139 Precharge transistor 140 Rectifier circuit 150 Bias generation circuit 151 Differential amplifier 152 Resistive element 160 Verify bit selection circuit 170 Antifuse array 180 Latch block 191 Driver circuit 192 Register circuits 193 and 195 AND gate circuit 194 OR gate circuit 196, 197 Buffer circuit 200 Latch circuit 201, 202 Inverter circuit 231 Enable transistor AF Antifuse element AFBL Sense node AFN, AFU Connection node BL Bit line MC Memory cell RBL Redundant bit line RMC Redundant memory cell RWBS Read / write bus RWL Redundant word line RX Output line SA Sense amplifiers VPPSV, VBBSV Power line WL Word line
Claims (18)
センスノードの電位に基づいて判定信号を生成する判定回路と、
前記第1の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、前記判定信号に基づいて導通状態が制御される第1の電流制御回路と、
前記第2の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、前記判定信号に基づいて導通状態が制御される第2の電流制御回路と、
前記第3の電源配線と前記センスノードとの間に接続されたヒューズ素子と、
前記ヒューズ素子を流れる電流を整流する整流回路と、を備えることを特徴とする半導体装置。 First to third power supply lines to which first to third potentials are respectively supplied;
A determination circuit that generates a determination signal based on the potential of the sense node;
A first current control circuit connected between the first power supply wiring and the sense node, the conduction state of which is controlled based on the determination signal;
A second current control circuit connected between the second power supply wiring and the sense node, the conduction state of which is controlled based on the determination signal;
A fuse element connected between the third power supply wiring and the sense node;
And a rectifier circuit for rectifying a current flowing through the fuse element.
前記第2の電流制御回路は、前記第2の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、ゲート電極に前記判定信号が供給される第2導電型の第3トランジスタを含むことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の半導体装置。 The first current control circuit includes a second transistor of a first conductivity type connected between the first power supply line and the sense node, and supplied with the determination signal to a gate electrode.
The second current control circuit includes a third transistor of a second conductivity type connected between the second power supply line and the sense node, and supplied with the determination signal to a gate electrode. The semiconductor device according to claim 1.
前記メモリセルが不良である場合に置換される冗長メモリセルと、をさらに備え、
前記ヒューズ素子は、前記所定のアドレスを構成するビットの論理レベルを記憶することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の半導体装置。 A memory cell assigned a predetermined address;
A redundant memory cell that is replaced when the memory cell is defective,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the fuse element stores a logic level of a bit constituting the predetermined address.
センスノードの電位に基づいて判定信号を生成する判定回路と、
前記第1の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、ゲート電極に前記判定信号が供給される第1導電型の第1トランジスタと、
前記第2の電源配線と前記センスノードとの間に接続され、ゲート電極に前記判定信号が供給される第2導電型の第2トランジスタと、
前記第3の電源配線と前記センスノードとの間に接続されたアンチヒューズ素子と、
前記アンチヒューズ素子に直列に接続された前記第1導電型の第3トランジスタと、を備え、
前記第1の電位と前記第3の電位の電位差は、前記第1の電位と前記第2の電位の電位差よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 First to third power supply lines to which first to third potentials are respectively supplied;
A determination circuit that generates a determination signal based on the potential of the sense node;
A first conductivity type first transistor connected between the first power supply line and the sense node and having the determination signal supplied to a gate electrode;
A second conductivity type second transistor connected between the second power supply line and the sense node and supplied with the determination signal to a gate electrode;
An antifuse element connected between the third power supply wiring and the sense node;
A third transistor of the first conductivity type connected in series to the antifuse element,
A semiconductor device, wherein a potential difference between the first potential and the third potential is larger than a potential difference between the first potential and the second potential.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014041562A JP2015167061A (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | semiconductor device |
US14/635,894 US9431128B2 (en) | 2014-03-04 | 2015-03-02 | Semiconductor device including fuse circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014041562A JP2015167061A (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015167061A true JP2015167061A (en) | 2015-09-24 |
Family
ID=54018022
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014041562A Pending JP2015167061A (en) | 2014-03-04 | 2014-03-04 | semiconductor device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9431128B2 (en) |
JP (1) | JP2015167061A (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107464585B (en) * | 2016-06-06 | 2020-02-28 | 华邦电子股份有限公司 | Electronic fuse device and electronic fuse array |
KR102406868B1 (en) * | 2017-11-23 | 2022-06-10 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor memory device, memory system and method of operating the same |
US11626177B1 (en) * | 2021-12-23 | 2023-04-11 | Nanya Technology Corporation | Anti-fuse sensing device and operation method thereof |
US12046313B2 (en) * | 2022-01-17 | 2024-07-23 | Changxin Memory Technologies, Inc. | OTP device with read module and biasing circuitry to detect and measure accurate breakdown states of anti-fuse memory cells |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5838625A (en) * | 1996-10-29 | 1998-11-17 | Micron Technology, Inc. | Anti-fuse programming path |
US5978297A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-02 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for strobing antifuse circuits in a memory device |
KR100359856B1 (en) * | 1998-06-30 | 2003-01-08 | 주식회사 하이닉스반도체 | Internal voltage generator with antifuse |
KR100470168B1 (en) * | 2002-05-27 | 2005-02-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | Antifuse Circuit |
JP4764115B2 (en) | 2005-09-09 | 2011-08-31 | 株式会社東芝 | Semiconductor integrated circuit |
-
2014
- 2014-03-04 JP JP2014041562A patent/JP2015167061A/en active Pending
-
2015
- 2015-03-02 US US14/635,894 patent/US9431128B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150255169A1 (en) | 2015-09-10 |
US9431128B2 (en) | 2016-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10242729B2 (en) | Semiconductor device suppressing BTI deterioration | |
US10755780B2 (en) | Memory sense amplifier with precharge | |
JP2015207334A (en) | semiconductor device | |
JP6107682B2 (en) | Semiconductor memory device and method for controlling semiconductor memory device | |
JP2006236511A (en) | Semiconductor integrated circuit apparatus | |
US9437274B1 (en) | Memory device | |
JP2010123753A (en) | Semiconductor device, method of programming anti-fuse element for semiconductor device, and method of manufacturing semiconductor device | |
US11837287B2 (en) | Memory sense amplifier with precharge | |
JP4532951B2 (en) | Method of using semiconductor integrated circuit and semiconductor integrated circuit | |
US8699256B2 (en) | Semiconductor device having nonvolatile memory elements | |
US9431128B2 (en) | Semiconductor device including fuse circuit | |
US9543037B2 (en) | Semiconductor device having electrical fuse and control method thereof | |
US20120120735A1 (en) | Semiconductor device having electrical fuse and control method thereof | |
TWI654616B (en) | Input buffer circuit | |
JP2010182365A (en) | Anti-fuse circuit and semiconductor memory device | |
US9887691B2 (en) | Periodic signal generation circuit and semiconductor system including the same | |
CN112447226A (en) | Programmable resistive device memory and method for the same | |
US8395439B2 (en) | Semiconductor device having fuse circuit and control method thereof | |
JP2015191677A (en) | semiconductor device | |
US8422329B2 (en) | Semiconductor device with anti-fuse elements | |
US20230307014A1 (en) | Sensing module, memory device, and sensing method applied to identify un-programmed/programmed state of non-volatile memory cell | |
KR101762920B1 (en) | One-time programmable memory apparatus | |
JP2015177126A (en) | semiconductor device | |
JP5522079B2 (en) | Write control circuit and semiconductor device | |
JP2015230733A (en) | Semiconductor device |